இனி குடிநீரில் உள்ள பாக்டீரியாக்களை அழிக்க சூரிய ஒளியே போதும்!!

0
97

தண்ணீர் இல்லாமல் யாராலும் வாழவே முடியாது. என்னதான் நம் பூமி 70% தண்ணீரால் சூழப்பட்டது தான் என்றாலும் அதை அப்படியே நாம் குடிக்க முடியாது. பல மாசுகள் கலந்திருக்கும் நீரை குடிநீராக்க, அதை சுத்திகரிப்பு செய்தே ஆக வேண்டும். ஏற்கனவே எல்லாவற்றிலும் செயற்கையை புகுத்தி இயற்கையை மாசுபடுத்தியதால் தான் பருவநிலை மாற்றம், தண்ணீர் பஞ்சம் போன்றவற்றை இப்போது நாம் சந்தித்துக் கொண்டிருக்கிறோம். அதனால் குடிநீரை இயற்கைக்கு கேடு இல்லாத வகையில் சுத்திகரிக்க வேண்டியது மிகவும் அவசியம். சீனாவை சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் குடிநீரில் உள்ள பாக்டீரியாக்களை இயற்கைக்கு மாசு ஏற்படுத்தாத வகையில் அகற்ற ஒரு எளிமையான வழியை அண்மையில் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

Water PollutionCredit: Chej

வினையூக்கி

தண்ணீரை பொறுத்தவரை அதில் ஒளி படும் போது வேதிவினை நடக்க பல பொருட்கள் வினையூக்கியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.  அதாவது நீரின் மீது குறிப்பிட்ட அலைநீளம் உள்ள ஒளி படும் போது அதில் சில ஆக்சிஜன் வினைகள் நடக்கும். அப்போது படும் ஒளியை உறிஞ்சிக் கொண்டு வினையூக்கிகள் அந்த வினைகளை வேகமாக நடைபெற வைக்கின்றன. மேலும் இந்த வினைகளின் போது Reactive oxygen species (ROS) என்ற மூலக்கூறுகளும் உருவாக்கப்படும். இவை தான் நுண்ணயிரிகளை கொல்லும் திறன் கொண்டவை. இப்படி நீரை சுத்திகரிக்க வினையூக்கிகளை பயன்படுத்தும் தொழில்நுட்பம் Photocatalytic disinfection எனப்படும். குளோரின், ஓசோன் போன்றவற்றை பயன்படுத்துவதை விட இது போல வினையூக்கிகளை பயன்படுத்துவது சுற்று சூழலுக்கு நல்லது.

இந்த அமைப்பு 50 மில்லி லிட்டர் நீரில் 99.9999 சதவீத பாக்டிரியாக்களை (E. coli உட்பட) வெறும் முப்பதே நிமிடத்தில் அழித்துள்ளது!!

சிக்கல்கள்

ஆனால் இப்படி பயன்படுத்தப்படும்  பல உலோக வினையூக்கிகள் நீரை சுத்திகரிக்கும் போது தண்ணீரில் அப்படியே தங்கி கெடுதல் விளைவிக்கும் ஆபத்தும் அதிகம். இதை தவிர்க்க உலோகமல்லாத வினையூக்கிகளும் இருக்கின்றன என்றாலும் அவற்றின்  செயல் திறனை கவனிக்கும் போது அது போதுமானதாக இருப்பதில்லை. அதாவது தேவைப்படும் அளவுக்கு ROS ஐ அவை உருவாக்குவதில்லை.

Bacteria in Drinking WaterCredit: Fresh water systems

கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடு

அப்போது மிக மெல்லிய பொருள் அதுவும் தேவைப்படும் அளவுக்கு ROS ஐ உருவாக்கும் பொருள் தான் இதற்கு தேவை என்ற கோணத்தில் ஆராய்ச்சி செய்த சீனாவில் உள்ள Chinese Academy of Sciences மற்றும் Yangzhou University ஐ சேர்ந்த வல்லுநர்கள் இதற்கு கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடு (Graphitic carbon nitride) தான் ஏற்றது என்று கண்டறிந்து விளக்கியுள்ளனர். இவர்கள் நடத்திய சோதனையில் சரியான மின்னணு பண்புகளுடன் தயாரிக்கப்பட்ட கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடின்  இரு பரிமாண தாள் வெறும் சாதாரண சூரிய ஒளியை கொண்டே மிக வேகமாக குடிநீரை சுத்திகரித்துள்ளது.

புற ஊதாக் கதிர்கள்(UV) அல்லது காணக்கூடிய சூரிய ஒளி இந்த அமைப்பின் மீது படும் போது கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடு எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும். அது நீரில் உள்ள ஆக்சிஜனுக்கு சென்று தேவைப்படும் ROS களை அதாவது ஹைட்ரஜன் பெராக்ஸைடை உருவாக்குகின்றன.இவை நீரில் உள்ள பாக்டீரியாக்களின் செல் சுவரை உடைத்து அவற்றை அழிக்கின்றன.

ProcessCredit: Global spec

சிறப்புகள்

முதல் கட்ட சோதனையில் இந்த அமைப்பு 50 மில்லி லிட்டர் நீரில் 99.9999 சதவீத பாக்டிரியாக்களை (E. coli உட்பட) வெறும் முப்பதே நிமிடத்தில் அழித்துள்ளது. இது மற்ற முறைகளை விட 5 மடங்கு வேகம். அதே சமயம் வினையூக்கியாக செயல்படும் கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடும் கொஞ்சம் இருந்தாலே போதும்.

இந்த செயல் திறனுக்கு கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடின் பிரத்யேக அமைப்பு தான் காரணம் என்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள்.மேலும் இதன் சிறப்புகள் என்னவென்றால் இந்த அமைப்பை பெரிய அளவில் உருவாக்குவதும் எளிது. கிராபிடிக் கார்பன் நைட்ரைடை தயாரிக்க ஆகும் செலவும் குறைவு.

ஆனால் குடிநீரில் உள்ள மற்ற அசுத்தங்களான கனரக உலோக அயனிகளை அகற்றுவதற்கும், pH ஐ சரி செய்வதற்கும் இந்த அமைப்பு மட்டும் போதாது. அவற்றை நீக்க வேறு சுத்திகரிக்கும் முறைகளை தான் பயன்படுத்த வேண்டும் என்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள். இப்போது இதன் திறனை இன்னும் அதிகரிக்கும் முயற்சில் இறங்கியுள்ளனர் இந்த குழுவினர்.

ஒருவேளை இது போன்ற முறைகள் பல கட்டங்களைத் தாண்டி நடைமுறைக்கு வந்தால் மனிதனுக்கும் இயற்கைக்கும் பாதிப்பில்லாத சுத்திகரிக்கப்பட்ட குடிநீர் கிடைக்கும் வாய்ப்புள்ளது.